Borrachas: quais as 3 principais formas de caracterizá-las e quais os principais ensaios?

As borrachas são materiais de extrema importância para vários segmentos industriais e na fabricação de diversos produtos . Caracterizá-las é muito importante para uma aplicação adequada.

Os elastômeros, popularmente conhecidos como borrachas, são polímeros que podem ser submetidos a elevados níveis de deformação e, quando o esforço é retirado, retornam ao tamanho original. Essa e outras propriedades muito especificas tornam essa classe de materiais essencial para algumas atividades do cotidiano e processos industriais.

Assim, em relação ao comportamento mecânico, a principal característica das borrachas é a alta capacidade de deformação quando uma carga é aplicada e a subsequente recuperação  quando tal carga é removida. Algumas Borrachas podem se deformar até 1000% em relação ao seu tamanho original, garantindo que somente esse tipo de material seja adequado para algumas aplicações.

Estruturalmente, como as borrachas são uma classe de polímeros, também possuem longas cadeias moleculares formadas por uma repetição de meros. Porém a principal característica estrutural das borrachas, que garante suas propriedades, é a elasticidade aliada à formação de ligações cruzadas presentes entre suas cadeias. Essas ligações presentes em uma densidade adequada para que “amarrem” as cadeias umas às outras, garantem que elas consigam manter sua elevada elasticidade e ao mesmo tempo ter resistência mecânica suficiente para cada aplicação.

É importante ressaltar, que diferente dos termofixos, as borrachas apresentam uma densidade menor de ligações cruzadas, garantindo que as mesmas tenham mobilidade suficiente para se deformar sem apresentarem comportamento frágil ao serem submetidas a uma tensão crítica.

(Não sabe a diferença entre os tipos de polímeros? Nós já postamos um texto sobre isso! Acesse o link: https://afinkopolimeros.com.br/o-que-sao-polimeros/ )

Existem diversas formas de caracterizar as borrachas. E isso se aplica tanto a propriedades mecânicas, quanto às térmicas e químicas. A caracterização é muito importante para garantir que o material realmente possui as características exigidas para a aplicação desejada e também para prever possíveis falhas que possam ocorrer durante o uso.

Foto de pneus, um dos principais materiais feitos de borracha

 

Ensaios para análise do comportamento mecânico

Em relação às propriedades mecânicas, citaremos dois tipos de ensaios que podem ser realizados e que são de extrema importância para a caracterização de borrachas: O ensaio de Compression Set e Dureza Shore.

O Ensaio de Compression Set mede a deformação permanente, ou seja, deformação plástica irrecuperável após uma solicitação mecânica de compressão. Nesse caso a amostra é submetida a uma força ou deformação de compressão constantes, em um tempo e temperatura definidos, e a parcela de deformação que não foi recuperada após o ensaio é mensurada.

Já o ensaio de Dureza Shore avalia a resistência à penetração de uma ponta aguda na superfície do material. Nesse ensaio uma força é exercida através de uma ponteira de aço contra a superfície da borracha e após o ensaio é avaliada a profundidade da indentação, avaliando, desta forma, a dureza da amostra.

Ensaios para análise térmica

A análise térmica é muito importante para analisar o comportamento do material em relação às mais diversas variações de temperatura, e também para obter informações sobre a melhor faixa de temperaturas para a aplicação do material.

Um dos principais ensaios térmicos aplicado aos elastômeros é o DSC (Differential Scanning Calorimetry). No ensaio de DSC a amostra é submetida a uma varredura em uma faixa de temperaturas definida e, através das variações de entalpia, pode-se determinar as transições térmicas que nos darão informações como: temperatura de transição vítrea, temperatura e tempo de cura.

Vale ressaltar que o ensaio de DSC também é utilizado, em conjunto com outros ensaios, para identificação completa da composição dos elastômeros.

Ensaios para Análise química

Em relação a análise química dos elastômeros, podemos citar dois ensaios muito importantes onde a composição química, bem como a presença de aditivos, são determinadas. O FTIR, espectroscopia no Infravermelho por transformada de fourier e o GC-MS, que é a cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de Massas.

A análise de FTIR tem como resultados os grupamentos químicos presentes na composição da borracha, de acordo com a absorção de certas frequências específicas. Já o GC-MS é capaz de detectar a presença de diferentes substancias dentro da borracha, como aditivos.

Mas qual ensaio é o mais adequado para o meu material?

A resposta é: depende. Cada ensaio tem sua importância e é responsável por fornecer informações importantes para o estudo do comportamento do material em relação durante ao uso desejado. Porém é importante que se faça uma análise completa do material. Cada um dos ensaios é complementar ao outro e quanto mais informações forem obtidas, mais fácil e seguro será a escolha do material correto para desempenhar determinada aplicação.

A Afnko Soluções em Polímeros realiza todos os ensaios citados no texto para a caracterização de elastômeros. Deseja realizar algum desses ensaios? Então, entre em através do e-mail: contato@afinkopolimeros.com.br

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